【正文】 歐文斯．機(jī)器人設(shè)計(jì) 與制作［ M］．宗光華，張慧慧譯．北京科學(xué)出版社， 20xx： 1532 [6] 鄧星鐘 . 機(jī)電傳動控制［ M］． 3 版． 武漢華中科技大學(xué)出版社， 20xx： 23142 [7] 陳艾．敏感材料與傳感器［ M］．北京化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx： 98103 [8] 董尚斌．電子線路 (Ⅰ )［ M］．清華大學(xué)出版社， 20xx： 298303 [9] 孫雁．一種動態(tài)開關(guān)電容運(yùn)算放大器共模負(fù)反饋電路［ J］．第一版．電路與系統(tǒng)學(xué)報(bào)， 20xx， 9(2)： 5558 [10] 羅振東，廖光裕．計(jì)算機(jī)圖示學(xué)原理與方法［ M］．上海復(fù)旦大學(xué)出版社 ， 1993：135284 [11] 沈建華，楊艷琴，翟驍曙． MSP430 系列 16 位超低功耗單片機(jī)原理與應(yīng)用［ M］．清華大學(xué)出版社， 20xx： 132138 [12] 金星基于 FPGA 的隨機(jī)等效采樣模塊設(shè)計(jì)［ J］．電測與儀表， 20xx( 6) ： 1720 [13] Gee Lee， Karina Ng， Edmond Kwang. Design of ring oscillator based voltage controlled oscillator. 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SCM in Merseyside SMEsBenefits and barrier［ J］ .TQM Journal， 20xx： 126129 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 33 附錄 A 英文原文 PLC technique discussion and future development Along with the development of the ages, the technique that is nowadays is also gradually perfect, the petition plays more strong。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 32 參考文獻(xiàn) [1] 宋寶華 . 設(shè)備驅(qū)動開發(fā)詳解［ M］．人民郵電出版社 ,： 2193 [2] 周航慈．嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中的常用算法［ M］．北京航空航天大學(xué)出版社 ，： 21115 [3] 于明，范書瑞，曾祥燁． ARM9 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)教程［ M］．北京電子工業(yè)出版社 ， ： 132 [4] 唐任遠(yuǎn) . 特種電機(jī)原理及應(yīng)用［ M］． 2 版． 北京機(jī)械工業(yè)出版社． 20xx： 6676 [5] 丹尼斯 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！最后還要感謝辛苦培養(yǎng)我的父母，謝謝你們！ 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅提高了我獨(dú)立思考和解決問題的能力而且培養(yǎng)了認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，一絲不茍的學(xué)習(xí)態(tài)度。沒有你們的幫助我不可能這么順利的結(jié)稿，在此對同學(xué)的幫助表示真摯的感謝。正是馬東老師的無私幫助與不斷地鼓勵，我的畢業(yè)論文才能夠得以順利完成，謝謝老師。在每次遇到問題時老師不辭辛苦的講解才使得我的設(shè)計(jì)得以順利的進(jìn)行。 待研究內(nèi)容 遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)己經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)，由于工程技術(shù)人員的不懈努力，遠(yuǎn)程集中抄表的通信質(zhì)量和應(yīng)用范圍不斷提高和擴(kuò)大，已經(jīng)能夠滿足實(shí)際使用的要求，但還有許多問 題尚待研究 （ 1） 上位機(jī)管理系統(tǒng)功能更加全面，盡可能滿足用戶需求； （ 2） 與銀行連網(wǎng)，更加方便用戶，同時也提高了用水管理部門的效率； （ 3） 盡可能采用低成本高性能價格比的設(shè)計(jì)方案，這樣才能取得占有市場的主動權(quán)； （ 4） 深入研究遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)，使其能夠在更廣泛的領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用。 該智能水表的突出特點(diǎn)是： 整個系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，采用上位機(jī)管理系統(tǒng)使得水表抄表高度自動化，收費(fèi)方便快捷，大大節(jié)省了人力、物 力和財(cái)力； 上位機(jī)管理系統(tǒng)能夠查詢用戶水表的運(yùn)行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)異常情況，方便用水管理部門處理：對智能網(wǎng)絡(luò)水表采取了低功耗設(shè)計(jì)，在試驗(yàn)測試中，當(dāng)水表處于低功耗狀態(tài)時，電流僅 46μA；電機(jī)轉(zhuǎn)動時電流較大，約為 150mA 左右，但是電機(jī)轉(zhuǎn)動次數(shù)很少，一個月大約 3 次；干簧管閉合時電流大約為 3μA。 LCD 液晶顯示屏上顯示累計(jì)購水量。 （ 4） 可以對購水量進(jìn)行累計(jì)。 （ 3） 可 以隨時顯示累計(jì)用水量和卡內(nèi)余額。 為了方便提醒用戶及時預(yù)交水費(fèi)，當(dāng)用水量剩下最后一定量時，水表的 LCD 顯示屏上應(yīng)顯示“余額不足”等字樣提醒用戶及時購水。一旦用水量達(dá)到水表卡所購水量，水表將自動關(guān)閉閥門，切斷供水。 IC 智能卡水表實(shí)現(xiàn)的功能如下： （ 1） 根據(jù)所購水量，能夠自動執(zhí)行供水、停水操作 。通過自己的努力達(dá)到了設(shè)計(jì)的目的，完成了設(shè)計(jì)的任務(wù)。 通過 51 單片機(jī)控制 MZ12864 系列讀寫模塊對 IC 智能卡進(jìn)行讀寫操作，控制液晶顯示等模塊，設(shè)計(jì)出使用戶先買水后用水的一種智能化水表，使水費(fèi)收取工作邁向自動化。最后展示了調(diào)試結(jié)果。其次在軟件設(shè)計(jì)部分給出了系統(tǒng)的流程控制圖，對各部分程序進(jìn)行了分析說明。如圖 所示 圖 用水扣費(fèi)狀態(tài) 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 28 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的 IC 智能水表 系統(tǒng)，從系統(tǒng)功能說明出發(fā)，對控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)器件進(jìn)行了分析。輸入充值金額后按確認(rèn)鍵。 上電選擇 接通電源后，系統(tǒng)會出現(xiàn)“開啟水閥”和“充值”兩個選項(xiàng)。用詳細(xì)的符號信息來優(yōu)化用戶變數(shù)存儲器 （ 3） 文 件 尋找功能：在特定文件中執(zhí)行全局文件搜索 （ 4） 工具菜單：允許在 V4 集成開發(fā)環(huán)境下啟動用戶功能 （ 5） 可配置 SVCS 接口：提供對版本控制系統(tǒng)的入口 （ 6） PC－ LINT 接口：對應(yīng)用程序代碼進(jìn)行深層語法分析 （ 7） Infineon 的 EasyCase 接口：集成塊集代碼產(chǎn)生 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 調(diào)試結(jié)果 調(diào)試結(jié)果完全達(dá)到了預(yù)期要求，下面展示各個階段的調(diào)試結(jié)果。 uVision4 能夠?yàn)槠獯鎯ζ鳟a(chǎn)生必要的連接選項(xiàng)，并確定起始地址和規(guī)模。一個單獨(dú)的 uVision4 工程能夠產(chǎn)生一個或者是多個目標(biāo)程序。 如圖 所示。 先列舉其幾個 主要 的 特點(diǎn)如下： （ 1） 支持匯編語言、 C51 語言等多種單片機(jī)設(shè)計(jì)語言 （ 2） 支持豐富的產(chǎn)品線，除了 51 及其兼容內(nèi)核的單片機(jī)外，還新增加了對 ARM內(nèi)核產(chǎn)品的支持； （ 3） 內(nèi)嵌 RTX51 實(shí)時多任務(wù)操作系統(tǒng) （ 4） 具有完善的編譯連接工具 （ 5） 可視化的文件管理，界面 簡潔明了 （ 6） 支持在一個工作空間中 同時 進(jìn)行多項(xiàng)目的程序設(shè)計(jì) uVison4 集成開發(fā)環(huán)境中提供了很多不同用途的窗口，利用這些窗口可以完成源代碼的編輯、反匯編的查看、各種編譯和調(diào)試的輸出結(jié)果、堆棧中的數(shù)據(jù)查看、 程序變量的內(nèi)容查看以及仿真波形圖等。 Keil 提供了包括 C 語言編譯器 、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個 集成開發(fā)環(huán)境 將這些部分組合在一起。 Keil 提供了豐富的庫函數(shù)和各種編譯工具， 使其能夠?qū)?51 系列單片機(jī)以及和 51 系列兼容的絕大部分類型的單片機(jī)進(jìn)行 程序 設(shè)計(jì)。 KeilC51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)。操作人員按下用水鍵（ ），如果預(yù)存金額足夠的話，智能水表開啟水閘用水并開始扣費(fèi)。 充值過程流程如圖 所示 系統(tǒng)初始化 讀 卡 充 值 用 水 校驗(yàn)密碼 開啟水閥 充值成功 開始扣費(fèi) 屏幕顯示 開 始 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 圖 充值流程圖 用水扣費(fèi)程序流程圖 水表在 正常使用階 ，也就是用水消費(fèi) 階段，即實(shí)現(xiàn)扣費(fèi)功能 。本次設(shè)計(jì) IC 卡密碼是 111111 子程序流程圖 充值程序流程圖 充值階段， IC 卡插入卡槽后系統(tǒng)會自動讀出卡內(nèi)金額，用戶自行選擇充值金額，在交納 相應(yīng) 的金額后，由工作人員通過鍵盤 將此次充值的金額輸入進(jìn) IC 卡中 ， 水表 自動將 此次充值金額加入 IC 卡中。 主程序的流程圖如圖 所示 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 圖 系統(tǒng)總流程 圖 如圖所示，通電后系統(tǒng)將先進(jìn)行系統(tǒng)的初始化，然后系統(tǒng) 開始讀取 IC 卡，讀取成功后系統(tǒng)會通過顯示屏提示，再選擇是進(jìn)行充值還是進(jìn)行用水，如果 IC 卡里金額不足就會提示進(jìn)行充值 進(jìn)行充值先要驗(yàn)證密碼，密碼驗(yàn)證成功后即可進(jìn)行充值操作，由用戶輸入需要充值的金額。 利用模塊化技術(shù)，可以將錯誤局限在各個模塊內(nèi)部而不影響整體，提高了系統(tǒng)的可靠性、靈活性也使得維護(hù)更加便捷。 從結(jié)構(gòu)上看，系統(tǒng)控制軟件主要包括一個主程序，顯示器驅(qū)動程序和 IC 智能 卡驅(qū)動程序。 本次單片機(jī)水表系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用的是模塊化的設(shè)計(jì)思想。 單片機(jī)編程常用的語言 有兩種分別是 C 語言和匯編語言，但是他們 最終都要轉(zhuǎn)為 Intel HEX 格式或二進(jìn)制格式 (Binary)文件 才能 拷入單片機(jī)芯片內(nèi) 。圖 為其原理圖 圖 報(bào)警電路 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 4 軟件設(shè)計(jì) 在進(jìn)行智能 IC 卡水表設(shè)計(jì)的時候，結(jié)合智能水表所具備的功能，我們首先考慮以下幾個問題： （ 1） 程序所要承擔(dān)的任務(wù)：任何一個程序的設(shè)計(jì)，都有其具 體的應(yīng)用場合和明確的工藝要求，不是隨便就產(chǎn)生一個程序，程序設(shè)計(jì)的首要任務(wù)就是弄明白該程序所要完成的任務(wù)是什么，然后根據(jù)任務(wù)進(jìn)行設(shè)計(jì)； （ 2） 程序的適應(yīng)性：所謂的程序的適應(yīng)性，就是要求設(shè)計(jì)出來的程序不能使死板的、單一的，要是程序具有靈活性，這樣可以在將來系統(tǒng)擴(kuò)展時進(jìn)行必要的修改，而且可以簡化修改的步驟，增加程序的通用性； （ 3） 程序的設(shè)計(jì)模式：程序的設(shè)計(jì)模式直接影響著程序的編制、糾錯及測試的難易度。鍵盤是單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中一種比較重要的信息輸入設(shè)備，正確的選擇合理的設(shè)計(jì)可以大大的降低設(shè)計(jì)的成本，同時還能夠簡化設(shè)備的操作，在很大程度上提高了系統(tǒng)的多項(xiàng)性能。 沒有密碼只可以進(jìn)行讀取數(shù)據(jù)操作，只有密碼 校驗(yàn)成功之后才可以 進(jìn)行 數(shù)據(jù)的寫入 操作 。 SLE4442 采用 的是 兩線數(shù)據(jù) 的 傳輸方式，符合 IS071863 的要求 標(biāo)準(zhǔn)。而 且該模塊的價格也 要 略低于 其他 相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊 。 時鐘電路和復(fù)位電路構(gòu)成了 單片機(jī)最小系統(tǒng) 電路， 圖 為最小系統(tǒng)原理圖 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖 LCD12864 液晶顯示電路 帶 有 中文字庫的 128X64 是一種具有 4 位 /8 位并行 ， 2 線或 3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級、二級簡體中文字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；可以顯示 84 行1616 點(diǎn)陣的漢字 ， 也可完成圖形顯示 ， 低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn) ； 其顯示分辨率為 12864, 內(nèi)置 8192 個 16*16 點(diǎn)漢字，和 128 個 16*8 點(diǎn) ASCII 字符集 ， 利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面 。篡位電路都是比較簡單的大都是只有電阻和電容組合就可以辦到了。 復(fù)位電路： 復(fù)位電路，就是利用它把電路恢復(fù)到起始狀態(tài)。 復(fù)位的 主要功能 就 是把PC 初始化為 0000H，使單片機(jī)從 0000H 單元開始執(zhí)行程序。對外部振蕩信號沒有 固定的 特殊要求，只要求 能夠 保證脈沖寬度 穩(wěn)定即可 ， 因此 一般 都會 采用頻率低于12MHz的方波信號。定時元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。 時鐘電路可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生也可以由外部方式產(chǎn)生。該電路應(yīng)用十分廣泛，如電腦的時鐘電路、電子表的時鐘電路等等。 時鐘電路和復(fù)位電路 （ 1） 單片要正常工作就需要有設(shè)備給它提供比較穩(wěn)定的信號，這就需要用到時鐘電路了。但 RAM，定時器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 此外， AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。 芯片擦除 整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持 ALE管腳處于低電平 10ms 來完成。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。 P2 口在 FLASH 編程和校